冪級數的和函式怎麼求,做題有什麼方法嗎?

時間 2021-05-05 16:38:57

1樓:

求冪級數的收斂域及其和,考研數學常考。本文嘗試總結出一些套路,以期對此方面有疑惑的同學給予幫助。這裡為了敘述簡便,在敘述過程中忽略收斂域的問題,畢竟本文目的是為「求和」提供套路。

但我們在解題時,一定要注意收斂域的問題,因為可能存在陷阱。

所謂基本,就是最常見的級數和的公式

.越基礎越重要,值得單獨拎出來說. 這種型別的典型特點是 只出現在指數上,要熟練到看到就能寫出. 舉幾個例子.

;這裡需要提醒注意的是在實際解題過程中,要注意 符號的下標,否則易犯低階錯誤. 比如:

簡單的方法就是看冪級數的第一項,是 還是別的. 一般而言,基本型和式的分子就是這第一項.

常見的五大級數展開式:

看到形狀比較像的,嘗試去套。有時還會出現實值的情形,比如

,看到直接寫出就行.

這種型別特點是分母易見到階乘,不過考得比較少,關鍵在於分母中階乘的存在,使得出題難度比較大。難了考試做不出,因為需要特別的技巧,計算量也較大;簡單吧一眼就能看出來。這裡從易到難舉幾個例子。

當然,在上述做法之前,先要宣告當 時,級數的和為 . 由冪級數在其收斂域上的一致連續性,不難想見,必有

這題如果變成 ,難度會高出乙個數量級,一般考試考不到. 這裡我們要介紹下述技巧來處理:

顯然這個冪級數的收斂半徑是 .

, (蘭州大學2019考研數學分析第一題)

作冪級數 ,它的收斂域是 . 求出和函式,再令 就行.

令 ,就得到所求結果為 .

原理是冪級數在收斂域上是一致收斂的。這種題型考試中最為常見。主要特徵就是含 的式子是有理式.

若 出現分母中,考慮求導;出現在分子則考慮求積. 在解題過程中因為要逐項求導後再積分或反過來,步驟不理順很容易亂,需要注意.

例1,求冪級數 的和函式(2016數學三).

令 ,則 , ,故 ,

進而 .

例2,求冪級數 的和函式(2014數學三).

令 ,則 ,

這裡令 ,便有 ,

求導可得 ,於是 ,

再求導就有 .

應付考試的話呢,掌握基本型,熟悉幾個公式,會逐項積分逐項求導的方法就行了。不過還是要再強調一下,解題過程中始終要考慮收斂域.

下面屬於歪樓內容。因為題主問的是冪級數. 傅利葉級數不知道考研數學一會不會考到.

四,利用傅利葉級數求級數和

求和 .(北師大2020考研數學分析第7題)

不妨從更簡單的 著手,看看怎麼個弄法.

這個級數就是 . 如果能找到乙個函式,它展開成傅利葉級數比較像 這樣的形式就好辦了。翻開積分表,看到這麼個東西

豈不是說 . 但是 的傅利葉展開還有 ,要想只有 ,我們需要乙個偶函式,比如 . 由於

所以, 就是我們要找的比較理想的函式. 它在 上是連續函式,滿足狄利克雷條件,因此它的傅利葉級數收斂於函式 :

.令 ,則

所以,類似地,令 ,則

於是就得到我們最初提出來的問題的結果:

2樓:允兒的小迷弟

具體情況具體分析吧。有的可以裂項相消,比如n乘以2的n次方;有點可以考慮積分求和,比如n乘以x的n次方;有點可以考慮求導求和,比如x的n次方除以n。手機打字,見諒

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